先进并网装置关键技术研究综述

随着新能源迅猛发展,多类型并网装置及相关技术涌现而出。面对多类并网装置的选择与使用,能实现自适应控制、即插即用、灵活并网等多种功能的分布式电源并网装置,其相关理论和技术的研究受到了越来越广泛的关注。总体而言,针对各类并网装置特点以及不同优势,在分析分布式电源并网装置发展过程的基础上,对并网装置涉及的关键技术,尤其是各并网变流器的主电路拓扑和多种高性能控制技术等进行了梳理和总结。最后对分布式电源并网装置发展存在的关键制约因素以及发展的趋势进行了总结和展望。     

兼容正弦及非正弦的三相PWM变流器建模方法

系统阐述并对比了现有三相系统建模方法,提出一种兼容正弦及非正弦场合的三相脉宽调制(PWM)变流器平均建模方法。通过对半桥标准单元端口电压电流平均,三相六开关变流器即可实现快速准确建模,与开关模型相比仅有开关纹波差异。该方法无需坐标变换,且兼容非正弦交流场合,如三相有源电力滤波器等。其一方面可兼容厂商提供的模型形式和参数,另一方面由于其采用内部特性行为的理想受控源或电流源模型,精度足够,适合于大系统分析。     

虚拟同步机技术在电动汽车充电桩中的应用

文章研究将虚拟同步机技术应用在电动汽车充电桩的三相可控整流器中,使电动汽车具备虚拟的惯性、阻尼和同步机制,自动参与电网稳定运行的调节,并通过模型研究和实验分析验证该技术的优越性和可行性。应用虚拟同步机技术的电动汽车充电桩将电网运行状态作为反馈,能够根据电网电压、频率变化快速进行调整,实现有功、无功功率的自主交互,对功率振荡起到有效的抑制作用。该技术的应用能够在最大程度上降低大规模电动汽车接入对电网稳定性的影响,实现电动汽车与电网的互动,并能够有效解决智能化电力系统中系统惯性缺失的问题。     

电能质量CRITIC-TOPSIS综合评价方法

为全面利用电能质量各评价指标所蕴含的信息,得到客观、准确的电能质量综合评价结果,提出一种CRTICI-TOPSIS综合评价方法。首先,该方法全面考虑了各指标的差异性与关联性,采用CRITIC赋权法确定各评价指标的权重;其次,将评价对象与电能质量等级分类标准相结合,并利用相对距离改进TOPSIS(逼近理想解距离法)中相对贴近度的缺陷,使得该综合评价算法具有更高的适用性。改进后的相对距离不仅可以对评价对象进行优劣排序,且能确定评价对象级别归属;最后,采用某观测站五个观测点所采集的电能质量各指标数据进行实例分析,分析结果表明CRTICI-TOPSIS电能质量综合评价方法可以充分利用原有数据信息,所得出的评价结果客观全面,且可信度更高。     

VSG虚拟惯量动态区间控制策略

随着高渗透率光伏发电系统接入大电网,光伏逆变器因为缺乏转动惯量支撑严重威胁了系统稳定性。根据传统发电机模型,建立了光储结合形式的虚拟同步发机电（virtual synchronous generator,VSG）等效模型。根据功率守恒原则,在光伏输出功率波动或者负载波动时,因储能环节的存在以及功率的可控性,蓄电池可以提供类似于同步发电机的转子暂态功率。由于蓄电池不同于转子通过转动储存能量的特性,在不同蓄电池荷电状态（state of charge,SOC）下,蓄电池可以提供不同的惯性支持,同时需要最小转动惯量来保证系统频率的稳定性。文章提出了根据蓄电池SOC变化和以频率改善为目的的改进VSG优化控制方案,最后通过MATLAB/simulink仿真,验证了其理论分析的有效性。     

基于虚拟同步发电机控制技术的能量路由器交直流协调控制

作为能源互联网的关键设备,能量路由器的电路拓扑和控制策略与可再生能源接纳、灵活电力变换息息相关。基于虚拟电机理论,提出一种能量路由器拓扑结构,对此结构的交、直流端口均采用虚拟同步发电机控制,以实现对交、直流接口能量的协调控制。分别建立了虚拟直流电机和虚拟交流电机控制数学模型,以实现交、直流侧协调控制;并针对直流侧突增负荷、电网频率突增和突减三种工况,验证了所提出的能量路由器在拓扑结构、能量流动、维持母线电压稳定的正确性。并且在MATLAB中与传统的下垂控制进行了比较研究,对比研究结果显示下垂控制具有调节速度较快的优点,但超调大,变化较为突兀的缺点;而虚拟电机控制方法则由于具备阻尼和惯性特性的优越性,所以超调小,调节则较为平缓有利于系统的稳定运行。所提出的控制策略为能量路由器的稳定运行提出了一种新的解决方案。     

高阶无源滤波器对比分析

利用回路电流法推导了现有的LCL、LLCL、LCCL、LLCCL、L(LCL)_2型滤波器逆变器侧电压到电网侧电流的传递函数。对于这5种高阶无源滤波器,在幅频域下,从谐波抑制效果和谐振特性两方面分别进行深入研究。利用R_d和R_d-C_d阻尼法对高阶滤波器可能存在的谐振点进行谐振抑制,针对含有双并联谐振支路的高阶无源滤波器进行不同支路阻尼效果对比分析,并确定最佳阻尼支路。通过仿真对理论分析的正确性进行验证,表明L(LCL)_2型滤波器谐波抑制效果最佳,同时可以缩小器件尺寸并降低器件的成本造价。     

一种基于有界不确定性和扰动估计器的大功率充电桩控制策略

大功率充电桩接入电网是实现多电压等级电动汽车充放电的关键设备,但因电动汽车的即插即用需求和充电功率冲击特性,大功率充电桩接入将对电网运行稳定性带来挑战.提出基于不确定性和扰动估计器(uncertainty and disturbance estimator,UDE)的大功率充电桩控制策略.首先,在大功率充电桩双主动全桥...